Tema XV
Cepillo de codo
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Tema XV Cepillo de codo |
especificaciones
de los cepillos de codo
Los cepillos de codo son también conocidos como máquinas mortajadoras horizontales, pueden trabajar piezas de hasta 800mm de longitud y generan acabados de desbaste (Ñ ) o de afinado (Ñ Ñ ).
La cepilladora para metales se creó con la
finalidad de remover metal para producir superficies planas horizontales,
verticales o inclinadas, dónde la pieza de trabajo se sujeta a una prensa de
tornillo o directamente en la mesa. Las cepilladoras tienen un sólo tipo de
movimiento de su brazo o carro éste es de vaivén, mientras que los movimientos
para dar la profundidad del corte y avance se dan por medio de la mesa de
trabajo.
Los cepillos emplean una herramienta de corte
de punta, semejante a la del torno. Ésta herramienta se fija a un portaútilies
o poste, fijado a su vez a una corredera o carro, como ya se mencionó, esta
tiene movimiento de vaivén, empujando la herramienta de corte de un lado a otro
de la pieza. La carrera de la corredera hacia adelante es la carrera de corte.
Con la carrera de regreso, la herramienta regresa a la posición inicial. Cuando
regresa, la mesa y la pieza avanzan la cantidad deseada para el siguiente corte,
es decir, un arete (carro) impulsa la herramienta de corte en ambas direcciones
en un plano horizontal, con un movimiento alterno. Éste movimiento rectilíneo
alternativo comprende una carrera activa de ida, durante la cual tiene lugar el
arranque de viruta, la carrera de retorno pasiva en vacío.
mecanismos
de transmisión del cepillo
Para el vaivén del carro se usa una
corredera oscilante con un mecanismo de retorno rápido.
El balancín pivotado que está conectado al carro, oscila alrededor de su pivote por un perno de cigüenal, que describe un movimiento rotatorio unido al engranaje principal. La conexión entre el perno de cigüeñal y el balancín se hace a través de un dado que se desliza en una ranura en el balancín y está movido por el perno del cigüeñal. De ésta manera, la rotación del engranaje principal de giro mueve el perno con un movimiento circular y hace oscilar al balancín. El perno está montado sobre un tornillo acoplado al engranaje principal de giro, lo que permite cambiar su radio de rotación y de ésta forma variar la longitud del recorrido del carro portaherramienta. El recorrido hacia adelante o recorrido cortante, requiere una rotación de unos 220º del engranaje principal de giro, mientras que el recorrido de vuelta requiere solamente 140º de rotación. En consecuencia la relación de tiempos de recorrido cortante a recorrido de retorno es del orden de 1.6 a 1. Para poder usar varias velocidades de corte, existen engranajes apropiados de transmisión y una caja de cambios, similar a la transmisión de un automóvil.
A pesar de que las cepilladoras se usan comúnmente para maquinar piezas de gran tamaño, también se utilizan para maquinar simultáneamente un número de partes idénticas y menores, que se pueden poner en línea sobre la mesa.
El tamaño de un cepillo está determinado por la longitud máxima de la carrera, viaje o movimiento del carro. Por ejemplo, un cepillo de 17” puede maquinar un cubo de 17”.
Los cepillos pueden generar escalones, chaflanes, ranuras o canales de formas especiales.
El movimiento principal lo tiene la herramienta, la cual va sujeta a una torre del brazo o ariete del cepillo.
El movimiento de avance lo proporciona la mesa de trabajo por medio de un dispositivo llamado trinquete, el cual durante la carrera de trabajo de la herramienta no se mueve, pero al retroceso sí lo hace.
El movimiento de penetración en el cepillo se logra por medio del ajuste de la mesa de trabajo.
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mp = movimiento principal S = avance Ret. = retroceso a = penetración
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herramientas
de corte para cepillos de codo
Las herramientas de corte que se usan en los cepillos son semejantes a las que se usan en los tornos. La figura muestra herramientas de corte para diversas operaciones de maquinado que se llevan a cabo con el cepillo. La mayor parte de las herramientas de corte para cepillos sólo necesitan una pequeña cantidad de desahogo; por lo general de 3 a 5º para desahogo frontal y lateral. Los ángulos de inclinación laterales varían según el material que se esté maquinando. Para el acero se usa por lo general de 10 a 15º. El fierro colado necesita de 5 a 10º y el aluminio de 20 a 30º de inclinación lateral.
Los portaherramientas que usan los cepillos de codo también se asemejan a los de los tornos. Sin embargo, el agujero cuadrado por el que pasa la herramienta es paralelo a la base en los portaherramientas para cepillo. Con frecuencia se usa el portaherramientas universal o de base giratoria. Como se ve en la figura el portaherramientas universal se puede girar para cinco tipos distintos de cortes:
La mayor parte de las piezas por maquinar en el cepillo se pueden sujetar en una prensa. Las barras paralelas se usan para soportar a la pieza sobre las quijadas de la prensa, en sentido paralelo a la mesa y parte inferior de la prensa. También se utilizan las bridas y los tornillos en T para fijar a las piezas o a las prensas sobre la mesa de trabajo.
Antes y durante las
operaciones de cepillado es necesario realizar ciertos ajustes. Éstos ajustes
bien realizados nos ayudarán a incrementar la producción.
La mayor parte de las
piezas que se maquinan en un cepillo se sujetan con una prensa, por lo tanto,
los procedimientos, preparaciones y operaciones que se describen a continuación
se aplican cuando la pieza se monta en una prensa.
Ajustes del carro
Se deben hacer los
ajustes en el carro, antes de maquinar la pieza. Primero se debe ajustar la
longitud de la carrera. Esto se hace haciendo girar el eje de ajuste de carrera
o selector de carrera. La mayor parte de los carros tienen una escala con un
indicador para señalar la longitud de la carrera. Ésta se ajusta cuando el
carro está en su posición extrema de regreso. Por lo general se ajusta a una
pulgada más de la longitud de la pieza que se va a maquinar.
El segundo ajuste es
para colocar la herramienta. El carro se ajusta de tal modo que la carrera pase
por toda la longitud de la pieza.
Para ajustar la posición correcta del carro, éste debe encontrarse en la
posición extrema de la carrera de regreso.
Ajustes de velocidad y avance
La velocidad de un
cepillo es el número de carreras de corte que hace el carro en un minuto. La
que se seleccione para el cepillo depende de lo siguiente:
· Tipo del material que se va a cortar.
· Tipo de herramienta de corte.
· Rigidez de la preparación y de la herramienta
de maquinado.
· Profundidad de corte.
· Uso de fluidos de corte.
Existen tablas para determinar el número de dobles carreras recomendables, más adelante se muestra una de esas tablas.
Avances
El avance en el cepillo
es la distancia que recorre la pieza después de cada carrera de corte. Por lo
general, el avance necesario depende de las mismas variables que determinan las
velocidades de corte. Los avances del cepillo de manivela se regulan mediante
una biela de avance.
cálculo
de la producción de un cepillo
Para el cálculo de la producción de la máquina cepilladora es necesario conocer el número de dobles carreras que se deben realizar, para ello se utiliza la siguiente fórmula:
n = Vm /(2L)
En donde
n = número de dobles carreras
Vm = velocidad media de la máquina en m/min
L = longitud a cepillar más las longitudes anterior y posterior en metros
La velocidad media de la máquina se puede obtener de la siguiente fórmula o tabla de datos.
Fórmula para la obtención de la velocidad media
Vm = 2 ((va x vr)/(va + vr))
En donde
va = velocidad de trabajo
vr = velocidad de retroceso
Estas se obtienen de dividir la longitud total L (m) entre el tiempo que la máquina tarda en la carrera de trabajo o de retroceso.
va = L/ta
vr = L/tr
No olvidar que:
L = la + lu + l
la se recomienda = 0.1 m y lu se recomienda = 0.05 m
Tabla para determinar la velocidad de corte (m/min)
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Resistencia
del acero |
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||||
|
Herramientas |
40 |
60 |
80 |
Fundición gris |
Bronce
rojo o latón |
|
|
Acero HS |
16 |
12 |
8 |
12 |
20 |
|
|
Acero rápido SS |
22 |
16 |
12 |
14 |
30 |
|
|
Para Ñ
, s = 1 a 2 mm/dc |
Para Ñ
Ñ
, s = 0.5 |
|||||
|
vr = 2 va |
a =3 s |
|||||
Elección de dobles carreras
|
|
Longitud
de carrera en mm |
|||
|
Dobles
carreras |
100 |
200 |
300 |
400 |
|
28 |
5.3 |
10.2 |
14.2 |
18.2 |
|
52 |
9.8 |
19 |
26.2 |
33.6 |
|
80 |
15.2 |
29 |
41 |
52 |
Para calcular el tiempo principal haga lo siguiente:
a) Calcule el número de dobles carreras que serán necesarias para el trabajo de la pieza por medio de la fórmula.Z = B/s
En donde:
Z es el número de dobles carreras para el trabajo total en la pieza
B es el ancho de la superficie a trabajar en mm (B=b+10)
S es el avance de la máquina
b) Calcule el tiempo que la máquina utiliza en cada doble carrera.
t = ta + tr
En donde:
ta es el tiempo que ocupa la máquina en la carrera de trabajo (min)
tr es el tiempo que ocupa la máquina en la carrera de retroceso (min)
t es el tiempo total de una doble carrera (min)
c) Calcule el tiempo principal de cepillado por medio de la siguiente fórmula.
tp = Z x t
Z, fue calculada en el paso a
t, fue calculado en el paso b
Se recomienda que se elabore un plan de trabajo para fabricar manufacturar una pieza como la que se muestra en el siguiente dibujo y que posteriormente se fabrique en el taller ULSA. Compare el tiempo real con el calculado teróricamente.
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Título/Autor/editorial VIII |
Páginas |
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Procesos
de Manufactura, versión Si, de B. H. Amstead. P Ostwald y M. Begeman. Compañía
Editorial Continental. |
641
a 653 |
|
Procesos
básicos de manufactura, de H. C. Kazanas, genn E. Backer, Thomas Gregor. Mc
Graw Hill |
228
a 235 |
|
Ingeniería
de Manufactura, de U. Scharer, J. A. Rico, J. Cruz, et al. Companía
Editorial Continental |
254
a 262 |
|
Operación
de máquinas herramientas, de Krar, Oswald, St. Amand. Mc Graw Hill |
369
a 380 |
|
Materiales
y procesos de manufactura para ingenieros, de lawrence E. Doyle et al. Prentice Hall |
696
a 710 |
|
Alrededor
de las Máquinas-Herramientas, de Heinrich Gerling, editorial Reverté. |
144
a 162 |
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